專利名稱：Fcl串聯(lián)電容溫度觸發(fā)gap保護(hù)仿真裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測量領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電性能的測試裝置。
背景技術(shù)：
電力需求的不斷增長導(dǎo)致了輸電系統(tǒng)向長距離、大容量和高穩(wěn)定性的方向發(fā)展。電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，是國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要前提。短路故障是危及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行最為常見的故障之一。近年來，隨著我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不斷加強(qiáng)，短路電流水平不斷攀升。許多地區(qū)特別是沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)電網(wǎng)的短路電流水平已經(jīng)逼近甚至超過其開關(guān)遮斷容量，給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來較大壓力，并已成為電網(wǎng)發(fā)展的主要瓶頸之一。為了保持穩(wěn)定輸電，快速排除短路故障保護(hù)是非常重要的。一般的機(jī)械斷路器切斷短路電流需要兩個(gè)或更多的周波，包括繼電保護(hù)的動作時(shí)間，而與斷路器一起使用的快速電流限制裝置能縮短故障保護(hù)時(shí)間。串聯(lián)諧振型故障電流限制器(Fault Current Limiter, FCL)原理如圖I所示,其主要由電抗器L、電容器C及快速旁路開關(guān)K (可采用如晶閘管、火花間隙、快速機(jī)械開關(guān)等類型的開關(guān)或其組合)組成。其中，電抗器L的工頻感抗與電容器C的容抗大小相同。正常工作條件下，開關(guān)K處于打開狀態(tài)(晶閘管處于阻斷狀態(tài))，電容C和電感L處于工頻串聯(lián)諧振狀態(tài)，總的阻抗為零。當(dāng)檢測到故障后，開關(guān)K迅速閉合(晶閘管快速導(dǎo)通)，電容被旁路，相當(dāng)于在線路中接入電感L從而起到限流作用。在FCL裝置中，通常還在電容兩端并接有可控火花間隙(業(yè)內(nèi)簡稱為GAP)?？煽鼗鸹ㄩg隙(GAP)，是電容器組的過電壓保護(hù)裝置。在短路故障狀況下，如果晶閘管導(dǎo)通失敗，電容器組電壓會迅速上升到危及電容器安全的水平，此時(shí)電容器組的溫度會上升，據(jù)此來作為觸發(fā)信號，則火花間隙便能夠迅速動作，將電容器組進(jìn)行短路，以確保設(shè)備的安全。除了上述一次設(shè)備以外，短路故障檢測診斷及觸發(fā)控制系統(tǒng)也是FCL裝置的重要組成部分。測量控制保護(hù)系統(tǒng)是對FCL裝置主設(shè)備進(jìn)行自動測量、控制和保護(hù)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)完成對FCL裝置的主要電氣量和運(yùn)行狀態(tài)的測量、對運(yùn)行狀態(tài)的控制、對主設(shè)備的監(jiān)控和保護(hù)。測量控制保護(hù)系統(tǒng)按雙重化原則進(jìn)行冗余配置，并具有對自身和對外接口回路的自檢和自診斷功能。在FCL裝置的研究或設(shè)計(jì)階段，必須對上述系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)和仿真，并參照試驗(yàn)和仿真結(jié)果，對研究或設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證或作為修改的依據(jù)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種FCL串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)仿真裝置，其可真實(shí)地模擬、反映FCL裝置串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)的動作情況，為其測量控制保護(hù)系統(tǒng)的研究或設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的仿真結(jié)果，對故障電流限制器的研究或設(shè)計(jì)提供驗(yàn)證
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Tno本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種FCL串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)仿真裝置，其特征是所述的仿真裝置由第一至第三比較模塊、第一至第三邏輯“與”模塊、一個(gè)邏輯“或”模塊和串聯(lián)電容溫度觸發(fā)閥保護(hù)軟壓板開關(guān)構(gòu)成。其中，所述第一至第三比較模塊的第一輸入端依次與A、B、C三相串聯(lián)電容的溫度信號分別對應(yīng)連接，所述第一至第三比較模塊的第二輸入端與串聯(lián)電容溫度設(shè)定值連接，所述第一至第三比較模塊的輸出端依次與第一至第三邏輯“與”模塊的第一輸入端對應(yīng)連
接；所述第一至第三邏輯“與”模塊的第二輸入端與串聯(lián)電容溫度觸發(fā)閥保護(hù)軟壓板開關(guān)連接；所述第一至第三邏輯“與”模塊的輸出端與邏輯“或”模塊的三個(gè)輸入端對應(yīng)連接；所述邏輯“或”模塊的輸出端輸出串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)動作結(jié)果。具體的，所述的第一至第三比較模塊是比較電路。所述的邏輯“與”模塊是與門電路。所述的邏輯“或”模塊是或門電路。進(jìn)一步的，所述的第一至第三比較模塊、第一至第三邏輯“與”模塊和邏輯“或”模塊為由分立電子元件構(gòu)成的模塊電路。所述的第一至第三比較模塊、第一至第三邏輯“與”模塊和邏輯“或”模塊為由集成電路器件構(gòu)成的模塊電路。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是I.可實(shí)時(shí)、真實(shí)地模擬、反映FCL裝置串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)的動作情況，為其測量控制保護(hù)系統(tǒng)提供相應(yīng)保護(hù)邏輯的啟動判別邏輯或觸發(fā)判據(jù)并可仿真其動作結(jié)果;2.整個(gè)仿真裝置邏輯關(guān)系簡潔，動作可靠，易于實(shí)現(xiàn)；3.在真實(shí)環(huán)境(以實(shí)際元件來實(shí)現(xiàn))或虛擬環(huán)境(以計(jì)算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn))中均可實(shí)現(xiàn)，具有跨平臺、易于實(shí)現(xiàn)和良好的再現(xiàn)性。

圖I是故障電流限制器的原理示意圖；圖2是本實(shí)用新型各構(gòu)成部分的連接關(guān)系示意圖；圖3是本裝置的邏輯關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。圖I中，F(xiàn)CL裝置主要由電抗器L、電容器C及快速旁路開關(guān)K組成。其中，電抗器L的工頻感抗與電容器C的容抗大小相同。正常工作條件下，開關(guān)K處于打開狀態(tài)(晶閘管處于阻斷狀態(tài))，電容C和電感L處于工頻串聯(lián)諧振狀態(tài)，總的阻抗為零。當(dāng)檢測到故障后，開關(guān)K迅速閉合(晶閘管快速導(dǎo)通)，電容被旁路，相當(dāng)于在線路中接入電感L從而起到限流作用。圖2中，本仿真裝置由第一至第三比較模塊I 3、第一至第三邏輯“與”模塊4 6、一個(gè)邏輯“或”模塊7和串聯(lián)電容溫度觸發(fā)閥保護(hù)軟壓板開關(guān)K構(gòu)成。其中，所述第一至第三比較模塊的第一輸入端依次與A、B、C三相串聯(lián)電容的溫度信號分別對應(yīng)連接，所述第一至第三比較模塊的第二輸入端與串聯(lián)電容溫度設(shè)定值連接，所述第一至第三比較模塊的輸出端依次與第一至第三邏輯“與”模塊的第一輸入端對應(yīng)連接；所述第一至第三邏輯“與”模塊的第二輸入端與串聯(lián)電容溫度觸發(fā)閥保護(hù)軟壓板開關(guān)連接；所述第一至第三邏輯“與”模塊的輸出端與邏輯“或”模塊的三個(gè)輸入端對應(yīng)連接；所述邏輯“或”模塊的輸出端輸出串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)動作結(jié)果。具體的，所述的第一至第三比較模塊是比較電路。所述的邏輯“與”模塊是與門電路。所述的邏輯“或”模塊是或門電路。進(jìn)一步的，所述的第一至第三比較模塊、第一至第三邏輯“與”模塊和邏輯“或”模 塊為由分立電子元件構(gòu)成的模塊電路。 所述的第一至第三比較模塊、第一至第三邏輯“與”模塊和邏輯“或”模塊為由集成電路器件構(gòu)成的模塊電路。所述的第一至第三比較模塊、第一至第三邏輯“與”模塊和邏輯“或”模塊為軟件模擬功能電路構(gòu)成的模塊電路。具體的，上述的比較電路可以采用雙比較器集成電路MC393或與之功能相同的集成電路來實(shí)現(xiàn)，與門電路可以采用3輸入端三與門集成電路7411來實(shí)現(xiàn)，或門電路可以采用3輸入端三或門集成電路4075來實(shí)現(xiàn)。圖中的Ta、Tb、Tc為三相串聯(lián)電容的溫度值，Tset為串聯(lián)電容溫度定值。由于構(gòu)成上述各個(gè)功能電路的具體電路均為現(xiàn)有技術(shù)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員，完全可以采用各種分立元件、集成電路或計(jì)算機(jī)軟件中對應(yīng)功能的模擬電路來構(gòu)建上述各功能電路，故其具體的線路圖在此不再進(jìn)行描述。圖3中，給出了本裝置的邏輯關(guān)系示意圖，很明顯，用實(shí)際電子元件(真實(shí)環(huán)境)來實(shí)現(xiàn)或以計(jì)算機(jī)軟件(虛擬環(huán)境)來均可實(shí)現(xiàn)其邏輯關(guān)系或邏輯功能。故本裝置具有跨平臺、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)和良好的再現(xiàn)性。由于本實(shí)用新型可實(shí)時(shí)地、動態(tài)地模擬、反映FCL裝置串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)動作情況，在真實(shí)環(huán)境(以實(shí)際元件來實(shí)現(xiàn))或虛擬環(huán)境(以計(jì)算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn))中均可實(shí)現(xiàn)，為FCL裝置保護(hù)系統(tǒng)提供了保護(hù)動作的觸發(fā)判據(jù)，并可仿真其動作結(jié)果。本實(shí)用新型可廣泛用于FCL裝置保護(hù)系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、制造領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.ー種FCL串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)仿真裝置，其特征是 所述的仿真裝置由第一至第三比較模塊、第一至第三邏輯“與”模塊、ー個(gè)邏輯“或”模塊和串聯(lián)電容溫度觸發(fā)閥保護(hù)軟壓板開關(guān)構(gòu)成；其中， 所述第一至第三比較模塊的第一輸入端依次與A、B、C三相串聯(lián)電容的溫度信號分別對應(yīng)連接，所述第一至第三比較模塊的第二輸入端與串聯(lián)電容溫度設(shè)定值連接，所述第一至第三比較模塊的輸出端依次與第一至第三邏輯“與”模塊的第一輸入端對應(yīng)連接； 所述第一至第三邏輯“與”模塊的第二輸入端與串聯(lián)電容溫度觸發(fā)閥保護(hù)軟壓板開關(guān)連接； 所述第一至第三邏輯“與”模塊的輸出端與邏輯“或”模塊的三個(gè)輸入端對應(yīng)連接； 所述邏輯“或”模塊的輸出端輸出串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)動作結(jié)果。
2.按照權(quán)利要求I所述的FCL串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)仿真裝置，其特征是所述的第一至第三比較模塊是比較電路。
3.按照權(quán)利要求I所述的FCL串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)仿真裝置，其特征是所述的邏輯“與”模塊是與門電路。
4.按照權(quán)利要求I所述的FCL串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)仿真裝置，其特征是所述的邏輯“或”模塊是或門電路。
5.按照權(quán)利要求I所述的FCL串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)仿真裝置，其特征是所述的第一至第三比較模塊、第一至第三邏輯“與”模塊和邏輯“或”模塊為由分立電子元件構(gòu)成的模塊電路。
6.按照權(quán)利要求I所述的FCL串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)仿真裝置，其特征是所述的第一至第三比較模塊、第一至第三邏輯“與，，模塊和邏輯“或”模塊為由集成電路器件構(gòu)成的模塊電路。
專利摘要一種FCL串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)仿真裝置，屬測試領(lǐng)域。其所述的仿真裝置由第一至第三比較模塊、第一至第三邏輯“與”模塊、一個(gè)邏輯“或”模塊和串聯(lián)電容溫度觸發(fā)閥保護(hù)軟壓板開關(guān)構(gòu)成?？蓪?shí)時(shí)、真實(shí)地模擬、反映FCL裝置串聯(lián)電容溫度觸發(fā)GAP保護(hù)的動作情況，為其測量控制保護(hù)系統(tǒng)提供相應(yīng)保護(hù)邏輯的啟動判別邏輯或觸發(fā)判據(jù)并可仿真其動作結(jié)果，在真實(shí)環(huán)境或虛擬環(huán)境中均可方便地實(shí)現(xiàn)，具有跨平臺、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)和良好的再現(xiàn)性?？蓮V泛用于FCL裝置保護(hù)系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、制造領(lǐng)域。
文檔編號G01R31/00GK202649327SQ20122013530
公開日2013年1月2日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者楊增輝, 張旭航, 馮煜堯, 崔勇, 方陳 申請人:上海市電力公司, 華東電力試驗(yàn)研究院有限公司